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1、本論文合成了兩種新型硅烷化的環(huán)鈀亞胺催化劑a14和b14,并通過(guò)核磁、紅外、高分辨質(zhì)譜對(duì)化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征;利用“接枝到表面”技術(shù)在親水載體表面制備了有序的環(huán)鈀亞胺自組裝單層膜Si-a14和Si-b14,并通過(guò)水接觸角(WCA)、紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV)、循環(huán)伏安(CV)、原子力顯微鏡(AFM)和X射線光電能譜(XPS)對(duì)該自組裝單層膜進(jìn)行了表征;以Heck、Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)為模板,研究了 Si-Cat的催化性能,并初步研究了
2、 Si-Cat催化性 Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)的非均相催化機(jī)理。具體研究?jī)?nèi)容如下:
1.硅烷化的環(huán)鈀亞胺化合物的合成(圖1),其中得到化合物b13的單晶結(jié)構(gòu)。此處圖表省略圖1合成環(huán)鈀亞胺化合物a14,b14的路線圖。
2.有序的環(huán)鈀亞胺自組裝單層膜Si-a14和Si-b14的制備(圖2)。此處圖表省略圖2制備環(huán)鈀亞胺自組裝單層膜Si-a14,Si-b14的路線圖。
3.以Heck、Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)為模板反應(yīng)
3、,研究了Si-Cat的催化性能。在催化 Heck偶聯(lián)反應(yīng)中,催化劑 Si-a14表現(xiàn)出比較低的催化產(chǎn)率,而在催化Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)中,Si-a14表現(xiàn)出比較高的催化性能和循環(huán)使用性質(zhì),TON值高達(dá)149095,且重復(fù)使用至少八次還能得到較高的收率。利用Si-a14很好的電化學(xué)信號(hào),用循環(huán)伏安法研究了該催化薄膜的穩(wěn)定性(圖3)。結(jié)果表明,Si-a14在催化過(guò)程中有良好的穩(wěn)定性。此處圖表省略圖3在循環(huán)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中ITO玻璃表面Si-b14的
4、循環(huán)伏安圖(電解液:0.1 M TBAHFP的二氯甲烷溶液;掃速:10 mv/s)。
4.為了探討催化反應(yīng)機(jī)理,我們以 Si-b14為催化劑,苯硼酸用二茂鐵基團(tuán)標(biāo)記,對(duì)溴氯芐氯組裝在氧化銦錫玻璃(ITO)上,設(shè)計(jì)了一個(gè)操作、測(cè)試簡(jiǎn)單的三相測(cè)試實(shí)驗(yàn)(圖4),僅僅用循環(huán)伏安法就可以判斷異相鈀催化劑在催化反應(yīng)中是否有鈀的浸出。結(jié)果表明,在ITO得到了少量的偶聯(lián)產(chǎn)物,這表明我們制備出的Si-Cat在催化Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)中有少量的鈀
5、浸出催化反應(yīng)。此處圖表省略圖4四個(gè)不同實(shí)驗(yàn):A)無(wú)催化劑;B)5×10-4 mmol均相b13;C)b14組裝在另外一個(gè)載體上;D)b14組裝在圓底燒瓶底部)的照片圖。
5.利用水接觸角(WCA)、原子力顯微鏡(AFM)、循環(huán)伏安法(CV)和 X射線光電能譜(XPS)對(duì)Si-Cat催化Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)的異相機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)地研究。綜合所有結(jié)果表明,Si-Cat催化Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)是一個(gè)在界面上發(fā)生的,通過(guò)吸附、解吸附和一
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